上海交通大学《数据结构英文》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《数据结构英文》2023-2024学年第一学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共25个小题，每小题1分，共25分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1、设计一个基于555定时器的方波发生器，输出频率在100Hz至1kHz连续可调，说明电路原理和元件选择。2、设计一个高速光纤通信系统，传输速率达到100Gbps，说明系统组成和关键器件选型。3、设计一个基于FPGA的数字频率合成器，输出频率稳定度优于10^-6，相位噪声低于-100dBc/Hz@1kHz。4、设计一个基于PLC的风力发电控制系统，实现对风力发电机的转速、功率等参数的监测和控制。5、设计一个红外线测距电路，能够测量物体与传感器之间的距离，测量范围为10cm到100cm，精度为±1cm。6、设计一个数字音频处理中的音频均衡器参数自动调整系统，分析调整效果。7、设计一个基于光电编码器的位移测量系统，能够准确测量物体的直线位移，并进行数据显示和记录。8、设计一个基于DSP的语音识别系统，能够实现特定语音指令的识别和响应，给出系统的硬件架构和识别算法。9、假设要实现一个可以快速查找前K个最大值的算法，以下哪种数据结构可能是最适合的？（）A.最大堆，每次取出堆顶元素即为最大值B.最小堆，维护一个大小为K的堆，堆顶为第K大的值C.二叉搜索树，遍历获取最大值，效率较低D.链表，查找最大值操作复杂10、设计一个基于蓝牙低能耗（BLE）的智能手环，能够监测心率、运动步数和睡眠质量，并与手机进行数据同步，说明硬件设计和软件架构。11、设计一个基于蓝牙的无线鼠标，能够与计算机进行稳定的无线连接，实现鼠标的基本操作功能。12、设计一个音频均衡器的自动调节系统，能够根据输入音频信号自动调整均衡参数，给出系统设计和算法实现。13、设计一个数字频率计，能够测量输入信号的频率，精度达到一定要求，给出硬件电路设计和软件算法流程。14、设计一个数字频率合成器电路，能够产生不同频率的正弦波、方波和三角波，频率范围为1Hz到10MHz。15、采用模拟电子技术设计一个电压跟随器，提高电路的输入阻抗和输出稳定性。16、设计一个基于STM32单片机的心率监测系统，能够实时采集人体心率数据，并通过蓝牙将数据传输到手机APP进行显示和分析。17、设计一个数字信号处理器（DSP）应用电路，能够实现音频信号的滤波、降噪等处理功能。18、设计一个基于无线通信技术的智能水质监测浮标系统，能够实时监测水域的水质参数并远程传输。19、数据结构是计算机存储、组织数据的方式。在研究数据结构时，线性表是一种基础的数据结构。以下关于线性表的描述，错误的是（）A.线性表可以顺序存储，也可以链式存储B.顺序存储的线性表可以随机访问任意元素，时间复杂度为O(1)C.链式存储的线性表在插入和删除操作时，不需要移动大量元素，效率较高D.线性表的长度是固定的，不能动态变化20、跳表是一种基于链表的数据结构。关于跳表的特点，以下描述哪一项是不正确的？（）A.跳表通过在链表中增加多层索引来提高查找效率B.插入和删除操作在平均情况下的时间复杂度为O(logn)C.跳表的空间复杂度比普通链表高，但低于平衡二叉搜索树D.跳表的性能不受数据分布的影响，始终保持较好的查找效率21、设计一个简单的数字信号调制解调系统，能够实现ASK、FSK、PSK等调制方式，给出系统的硬件电路和软件实现。22、数据结构是计算机科学中重要的研究领域，它对程序的性能和效率有着关键影响。以下关于数据结构的描述，错误的是：（）A.数据结构是指相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合B.数据结构主要研究数据的逻辑结构、存储结构以及对数据的操作C.数据结构只关注数据的存储方式，不考虑数据的处理效率D.选择合适的数据结构可以提高程序的运行速度和节省存储空间23、假设正在设计一个数据库的索引结构，需要支持快速的等值查询、范围查询和排序操作。在这种情况下，以下哪种索引结构可能是最优的选择？（）A.B树索引，平衡树结构，适用于多种查询B.哈希索引，快速等值查询，但不支持范围查询C.位图索引，适合处理布尔值属性的查询D.全文索引，用于文本内容的搜索24、假设要设计一个算法来找出一个整数数组中所有出现次数超过一半的元素。以下哪种数据结构和算法的结合可能是最有效的？（）A.哈希表记录元素出现次数，然后筛选出次数超过一半的元素B.排序数组，然后通过遍历找出出现次数超过一半的元素C.栈，存储元素并进行比较，难以实现此功能D.队列，先进先出，不适合统计元素出现次数25、设计一个基于单片机的电子秤系统，能够测量0-10kg的物体重量，精度达到1g。二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）论述图的存储结构（邻接矩阵、邻接表等）的特点和适用场景，以及它们在遍历算法中的差异。2、（本题5分）论述在哈希表中，当冲突发生时，如何选择合适的冲突解决方法以提高性能。3、（本题5分）论述在一个具有n个元素的链表中，如何实现链表的拆分操作，将链表分为奇数位节点和偶数位节点两部分。4、（本题5分）描述二叉树的层次遍历方法，并说明其实现思路。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个哈希表程序，采用开放寻址法的并行版本处理哈希冲突，提高性能并展示操作过程和结果。2、（本题5分）设计一个算法，利用链表结构存储学生信息（包括学号、姓名、成绩），实现按成绩升序排序的功能。3、（本题5分）以哈希表为基础，设计一个在线投票作弊检测系统，能够快速发现重复投票行为。4、（本题5分）使用链表和拓扑排序算法，设计一个程序，安排项目中多个任务的执行顺序，考虑任务之间的依赖关系。5、（本题5分）设计一个循环队列，支持入队、出队、判断队列是否为空和满等操作，同时考虑队列的扩容机制。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）一个在线考试系统需要管理考试信息，包括考试编号、考试名称、考试时间、考生名单等。系统要能够快速查找特定考试、按照考试时间对考试进行排序、新增考试、删除考试以及添加和删除考生。请选择恰当的数据结构，并详细说明算法和代码实现，以及性能评估。2、（本题10分）一个在线音乐平台需要管理大量的音乐文件信息，包括歌曲名称、